Vědci v Brně vyvinuli kloubní náhradu vyráběnou pacientům na míru. Je šetrná, lehká a odolná

Vědci z Vysokého učení technického v Brně vymysleli novou kloubní náhradu, kterou lze vyrobit pacientům přímo na míru. Jejich technologie tak umožňuje zachovat maximum zdravé tkáně. U současných implantátů totiž musejí lékaři vždy danou kost výrazně upravovat, což někdy způsobuje sekundární zdravotní problémy.

Operace kloubů patří mezi nejčastější chirurgické výkony. Kost se musí upravit na míru zvolenému implantátu, pacient tak přichází o zdravé části tkáně. Oproti tomu se implantát vyvinutý na VUT podřizuje kloubu pacienta, kde nahrazuje jen chrupavku a nekrotickou kostní tkáň. Vzniká totiž na míru na základě modelu, který vychází z CT snímků.

„Standardní řešení vlastně předpokládá výrobu prefabrikovaných implantátů, které se po úpravě kosti řezáním oscilační pilou upraví tak, aby ten implantát a ta kost šly na sebe. Nové řešení zohledňuje fyzický stav kosti pacienta a nasazení je poměrně jednoduché, protože to funguje jako taková klipsa,“ vysvětlil ředitel Ústavu strojírenské technologie FSI VUT Miroslav Píška.

Pacient nepřijde o zdravou tkáň

Pacient tak na rozdíl od současných kloubních náhrad nepřichází v takové míře o zdravou tkáň v okolí kloubu. Právě to může způsobovat nemalé potíže. „To, co cítíte po operaci, je to, že ten kloub je jinak nastavený, v jiných úhlech. Jestliže ten úhel bude větší a budete mít nožku kratší, začnou vás bolet záda, protože se vám zkřiví,“ řekl lékař z fakultní nemocnice v Ostravě Petr Krupa.

To se u kloubů na míru stát nemůže. Vyrábět by se měly speciální technologií, kdy se pomocí elektronového paprsku ve vakuu roztaví kovový prášek, ze kterého pak díky 3D tisku vznikne titanová slitina. Nový implantát je tak výrazně lehčí než současné odlitky, výkovky nebo obrobky, a přitom je dostatečně pevný a odolný.

Hledání vhodného materiálu trvalo roky

Právě hledání vhodného materiálu a technologie zabralo vědeckému týmu roky práce. „Dělali jsme únavové zkoušky a vzorky, které jsme testovali, vydržely až třináct milionů cyklů bez porušení,“ řekl Miroslav Píška. Náhrada kloubu by tak měla vydržet pacientovi až do konce života.

Ke vpravení implantátu do těla pacienta není potřeba robotické ruky, jak vědci dříve zamýšleli. „Místo toho se vytvoří speciální šablona, pomocí které se implantát přesně umístí a zafixuje. Výztužné žebro dodává implantátu vysokou tuhost a odolnost proti poškození, třeba když odoperovaný člověk později upadne,“ popsal Píška.

Potřebné elasticity lze dosáhnout umístěním pružného členu, například ze silikonu, do sestavy protilehlého kusu. „Mechanické vlastnosti je možné dále upravit vzhledem k hmotnosti pacienta a předpokládané dynamice jeho chůze, což uleví mimo jiné i páteři,“ uvedl Píška. Jelikož je pružný díl uvnitř protilehlého kusu, je implantát vhodný i pro pacienty alergické na silikon.

Nový kloubní implantát vědecký tým přihlásil k patentování a řeší, jak ho dostat do klinické praxe. Zájem o něj projevily ortopedické, ale i veterinární kliniky. Pomáhat by totiž mohl i zvířatům.

Operací kloubů bude podle ortopedů přibývat

Ortopedi předpokládají, že velké kloubní náhrady bude v příštích deseti letech potřebovat mnohem více pacientů. Lékaři využívají k operacím stále častěji nejmodernější počítačové metody. Ortopedická klinika Fakulty zdravotnických studií v Masarykově nemocnici v Ústí nad Labem používá například počítačovou navigaci. „Má pomoci k tomu, abychom se zase zbavili dalšího promile pooperačních komplikací. Pokud máme tu možnost něco nového využít, tak to udělat musíme,“ řek přednosta ortopedické kliniky Tomáš Novotný.

Při operaci počítač z obrovského množství dat o kloubu navrhne nejlepší umístění kloubní náhrady tak, aby pacientovi v budoucnu co nejlépe seděla. Dříve kloub lékaři umísťovali za pomoci úhloměrů a mechanických nástrojů. „ Pracujeme se speciálním přístrojem, který funguje jako pistole. Podle toho, co říká navigace, zaměříme jednotlivé okraje toho kloubu,“ popsal přednosta kliniky.

Nový přistroj používají lékaři na ortopedické klinice ústecké nemocnice denně, počet operací přibývá. „Populace je starší, relativně ve vysokém věku. Je zdravější, takže je schopna podstoupit tuto operaci, za zachování nějakých bezpečnostních kritérií,“ vysvětlil ortoped. Navíc lidé také více sportují nebo naopak jsou obézní. Jejich klouby tak dostávají daleko víc zabrat. Jejich výměna se tak časem dotkne téměř každého. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

AI mění včasné odhalování srdečních onemocnění

Umělá inteligence (AI) se stále výrazněji prosazuje v kardiologii a otevírá nové možnosti včasného odhalování kardiovaskulárních onemocnění. Algoritmy dokážou z elektrokardiogramu, rentgenového snímku hrudníku, mamografu nebo dokonce z obyčejné fotografie obličeje rozpoznat skryté známky onemocnění a odhadnout riziko, kterému může člověk v následujících letech čelit. Tyto poznatky zazněly na kongresu ESC 2026, celoevropském setkání Evropské kardiologické společnosti, které se konalo od 28. do 31. srpna v Mnichově.
před 2 hhodinami

Čtvrtina patnáctiletých v Česku nepochopí ani text návodů či smluv, říká expertka

Patnáctiletí čeští studenti měli ve výsledcích velké srovnávací studie výrazně horší výsledky než před třemi roky. V oblasti čtenářské gramotnosti jako by ztratili celý rok vzdělávání. Jak je to možné, co jsou příčiny a kudy z toho ven? V rozhovoru odpovídá expertka na vzdělávání Veronika Laufková.
před 2 hhodinami

Řepka nezvládá horko. Při 32 stupních má problém, popsali brněnští vědci

Vysoké teploty narušují přirozené dozrávání semen řepky. Semena vystavená horku totiž častěji praskají. Vědcům z výzkumného centra CEITEC Masarykovy univerzity v Brně se podařilo mechanismus lépe objasnit a tím otevřít možnosti, jak se pokusit tento problém řešit.
před 3 hhodinami

V jezeře Milada se objevil invazní rak červený. Poprvé v tuzemsku

V jezeře Milada nedaleko Ústí nad Labem se objevili invazní raci červení. Jde o první výskyt tohoto druhu v Česku, informoval Tomáš Görner z Agentury ochrany přírody a krajiny (AOPK). Tento druh je přenašečem račího moru. Přírodovědci chtějí udělat podrobnější průzkum, aby zjistili, jak velká populace raků červených v Miladě žije.
před 4 hhodinami

V Severní Dakotě vědci poprvé objevili sérii stop dospělého Tyrannosaura rexe

V americkém státě Severní Dakota vědci objevili první známou souvislou sérii stop dospělého Tyrannosaura rexe, jednoho z největších suchozemských predátorů, kteří kdy žili. Čtyři tříprsté otisky jsou staré zhruba 66,5 milionu let. O objevu informoval list The Guardian.
včera v 12:52

Šéf Anthropicu vyzval firmy, aby zpomalily vývoj AI. Apel podpořil i Musk

Generální ředitel americké společnosti Anthropic Dario Amodei vyzval firmy zabývající se umělou inteligencí (AI), aby zpomalily tempo, jakým rozšiřují schopnosti svých modelů. Nastínil přitom tříkrokový rámec, jehož cílem je regulovat rychlost vývoje a získat více času na řízení souvisejících rizik. Krok reaguje na rostoucí obavy ze zneužití umělé inteligence, informovala v sobotu v podvečer SELČ agentura Reuters.
včera v 00:26

Čeští vědci prozkoumali možnosti genetické úpravy lidských embryí

Odborný vědecký časopis Nature zveřejnil studii, na které se podíleli i čeští vědci. Přinesli v ní přelomové poznatky o možnostech opravy genetických chorob v raném embryonálním vývoji.
11. 9. 2026

Vyvráceno. Přehled nejznámějších dezinformačních a konspiračních teorií o 11. září

Od teroristických útoků na Světové obchodní centrum uplynulo čtvrt století. Šlo o tak výjimečnou událost, že se kolem ní rozšířila celá řada konspiračních teorií a dezinformací. I po pětadvaceti letech se nepravdivá vysvětlení šíří po internetu a sociálních sítích. Tento článek uvádí na pravou míru ty nejrozšířenější.
11. 9. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.